Модель системы стабилизации таранной кости при переломовывихах голеностопного сустава

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии. Модель позволяет моделировать переломы костей и разрывы связок сегмента «голень-стопа». Модель содержит пластиковые слепки костей голени и стопы, в том числе таранной кости, соединенные между собой моделями связок, с возможностью моделирования мест переломов и повреждений связочного аппарата. Модели связок, выполненные из двухслойной резины, крепятся к слепкам костей лентой «велкро». Межкостная мембрана, соединяющая между собой берцовые кости, выполнена в виде ленты «велкро», жестко закрепленной к слепкам берцовых костей. Модели переломов выполнены в виде распилов, скрепленных заклепками. Изобретение обеспечивает воспроизведение изменений биомеханического статуса голеностопного сустава при переломах сегмента «голень-стопа». 12 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть применено при обучении студентов и курсантов, позволяет повысить наглядность при демонстрации переломовывихов голеностопного сустава, показывает возможные смещения костных отломков и повреждения связочного аппарата голеностопного сустава.

Известно устройство, модель перелома дистального отдела плечевой кости, состоящее из кронштейна, на котором смонтированы механизмы фиксации плечевой кости и костей предплечья, выполненные в виде охватывающих костей держателей и прижимов. Для осуществления угловых и линейных смещений костей и отломков используются механизмы угловых и линейных смещений в виде максимально удаленных от локтевого сустава цилиндрических утолщений с масштабными сетками. Боковое смещение осуществляет механизм бокового смещения, который закреплен на кронштейне и представляет собой корпус со шкалой, регулировочным и направляющим винтом (см. Авторское свидетельство СССР №1239743, Кл. G09В 23/28, 1984. патент США №4350490, кл. G09 23/32, 1982). Это устройство принято за прототип.

Однако известное устройство, в виду отображения анатомического сегмента «плечо-предплечье», не позволяет моделировать переломовывихи голеностопного сустава, наглядно показывать очередность поражения и степень повреждения структур голеностопного сустава в зависимости от направления и мощности повреждающей силы.

Цель изобретения - наглядное воспроизведение изменения биомеханического статуса таранной кости, положений отломков при различных по степени тяжести переломовывихах голеностопного сустава, сочетающихся с подсиндесмозными, чрессиндесмозными и надсиндесмозными переломами малоберцовой кости.

Технический результат достигается тем, что модель содержит пластиковые слепки большеберцовой кости, малоберцовой кости, таранной кости, пяточной кости, костей предплюсны, костей плюсны, фаланг пальцев, которые между собой соединены имитаторами связок анатомического сегмента «голень - стопа», выполненными из двухслойной резины, к слепкам костей они крепятся лентой «велкро», а межкостная мембрана, соединяющая между собой берцовые кости, представлена лентой «велкро», крепящейся жестко к слепкам берцовых костей, модели переломов представлены в виде распилов слепков большеберцовой кости, малоберцовой кости, места распилов соединены заклепками, заклепки вплавлены в слепки кости, в плоскости распилов.

Решаемая задача - воспроизведение деформаций при различных переломовывихах голеностопного сустава, повышение наглядности и понимания изменения биомеханического статуса тарной кости при подсиндесмозных, чрессиндесмозных и надсиндесмозных переломах малоберцовой кости.

Сущность изобретения состоит в том, что моделируется единая биомеханическая модель системы стабилизации таранной кости в сегменте «голень - стопа», которая состоит из трех колец стабилизации (фиг.2, 3, 4).

Описание предлагаемого устройства и способа его применения

Биомеханическая модель содержит: пластиковые слепки больше-берцовой кости - 4, малоберцовой кости - 5, таранной кости - 13, пяточной кости - 14, ладьевидной кости - 28, кубовидной кости - 29, три клиновидных кости - 30, кости плюсны - 31, фаланги пальцев - 32. Слепки костей соединены имитаторами связок, анатомического сегмента «голень-стопа», выполненными из двухслойной резины, крепящимися к слепкам костей лентой "велкро". Межкостная мембрана представлена лентой «велкро», крепящейся жестко к слепкам берцовых костей и динамически соединяя их. Модели переломов - 15, 16, 17, 18, 19, 20 представлены распилами слепков костей голени на уровне внутренней лодыжки большеберцовой кости, под уровнем, через уровень и над уровнем дистального синдесмоза малоберцовой кости. Распилы скреплены заклепками, которые вплавленными в слепки костей в плоскости модели перелома.

«Большое» кольцо стабилизации - 1, Фиг.5, 6, состоит из моделей: медиальной коллатеральной связки - 12, внутренней лодыжки - 11, большеберцовой кости - 4, проксимального межберцового сочленения - 6 и 7, малоберцовой кости - 5, межкостной мембраны - 8, наружной лодыжки - 23, латеральной коллатеральной связки - 11, пяточной кости - 14. Условно делится на два кольца стабилизации таранной кости.

«Аксиальное» (третье) кольцо стабилизации, Фиг.5, расположено на уровне дистального межберцового синдесмоза, состоит из наружной лодыжки - 23, передней межберцовой связки - 9, большеберцовая кость - 4, задняя межберцовая связка - 10, фиг.4. На этом уровне происходит деление «большого» кольца на два.

Первое кольцо стабилизации, - 1, Фиг.5, удерживающее таранную кость от смещения в голеностопном суставе, расположено ниже дистального межберцового синдесмоза и состоит из моделей дистальной суставной поверхности большеберцовой кости - 4, внутренней лодыжки - 22, медиальной коллатеральной связки - 11, пяточной кости - 14, наружной коллатеральной связки - 11, наружной лодыжки - 23.

Второе кольцо стабилизации, - 2, Фиг.1, расположено выше дистального межберцового синдесмоза, состоит из моделей малоберцовой кости - 6, межкостной мембраны - 8, проксимального межберцового сочленения - 6 и 7, большеберцовой кости - 4.

Переломы малоберцовой и большеберцовой кости, возникающие при переломовывихах голеностопного сустава, смоделированы распилами пластиковых слепков этих костей. Модель перелома большеберцовой кости находится на уровне суставной щели, в области внутренней лодыжки. Модели переломов малоберцовой кости находятся на под-, чрес-, и надсиндесмозном уровне. Целостность слепка костей голени восстанавливается благодаря вплавлению в плоскость модели перелома, заклепки. Данная схема крепления представлена на Фиг 12, где 1 - пластиковый слепок кости с моделью перелома, 2 - заклепка, вплавленная в модель кости.

Характер повреждения в ГСС зависит от положения стопы в момент травмы и силы воздействия. При моделировании повреждений на этой биомеханической модели воссоздаются все 3 возможных травмирующих силы: аддукция, абдукция, ротация.

Подсиндесмозные повреждения возникают при супинационных, пронационных и ротационных движениях стопы. Для воссоздания данного повреждения на модели: стопа модели - 33 пронируется и ротируется кнутри происходит натяжение латеральных коллатеральных связок - 11. Следующим этапом происходит отрывной перелом наружной лодыжки на уровне голеностопного сустава - 17 или только верхушки наружной лодыжки - 18. При продолжении воздействия травмирующей силы таранная кость - 13 своей внутренней стороной надавливает на внутреннюю лодыжку - 22, отламывает ее вместе с небольшим участком дистального метаэпифиза большеберцовой кости - 15. При этом типе повреждений голеностопного сустава общим является то, что повреждается одно - первое кольцо стабилизации таранной кости - 1. Данные повреждения представлены на Фиг.7, Фиг.8.

Чрессиндесмозные повреждения возникают при эверсионном движении стопы с элементами пронации. Таранная кость - 13 со стопой - 33 ретируется вокруг продольной оси манекена и первым этапом осуществляет давление на наружную лодыжку - 23 с направлением усилия кнаружи и кзади. При этом передняя межберцовая связка - 9, сопротивляясь этому движению, создает "конфликт усилий" в переднем отделе малоберцовой кости на уровне горизонтальной щели голеностопного сустава. Вторым этапом заднее - наружный блок таранной кости - 13 упирается в нависающую заднюю межберцовую связку - 10, оказывает отрывающее действие на малоберцовую кость - 5 до уровня верхней границы прикрепления задней межберцовой связки - 10. Возникает межсвязочный перелом малоберцовой кости - 20, проходящий через зону синдесмоза. При данном повреждении вначале происходит отрывной перелом внутренней лодыжки - 22 или разрыв дельтовидной связки - 12. Повреждается первое кольцо стабилизации таранной кости - 1, а затем второе кольцо - 2, расположенное на уровне дистального межберцового синдесмоза - общим является то, что повреждается два кольца стабилизации. Данные повреждения представлены на Фиг.10, Фиг.11.

Надсиндесмозные повреждения возникают от пронационного усилия. Происходит вращение стопы - 33 кнаружи вокруг продольной оси стопы. На первом этапе, в результате растягивающего усилия во внутреннем отделе голеностопного сустава происходит разрыв дельтовидной связки - 12 или отрывной перелом внутренней лодыжки. Повреждается первое кольцо стабилизации таранной кости, Фиг.9. На втором этапе, происходит дальнейшее смещение таранной кости - 13, которая оказывает давление на наружную лодыжку - 23, это приводит к изгибу тела малоберцовой кости и ее перелому на 5-7 см выше дистального межберцового синдесмоза. Происходит повреждение второго кольца стабилизации Фиг.10. На третьем этапе сломанный дистальный отдел малоберцовой кости смещается под углом к ее продольной оси, что последовательно приводит к разрыву связок дистального межберцового синдесмоза - 9 и 10 и межкостной мембраны - 8 в направлении снизу вверх. Происходит повреждение третьего кольца стабилизации - 3, на уровне дистального межберцового синдесмоза Фиг.11. Общим для данного вида переломовывихов является повреждение 1, 2, 3 колец стабилизации таранной кости.

Модель системы стабилизации таранной кости при переломовывихах голеностопного сустава, позволяющая моделировать переломы костей и разрывы связок сегмента «голень-стопа», содержащая пластиковые слепки костей голени и стопы, в том числе и таранной кости, соединенные между собой моделями связок, с возможностью моделирования мест переломов и разрывов связочного аппарата, при этом модели связок выполнены из двухслойной резины и крепятся к моделям костей лентой «велкро», межкостная мембрана, соединяющая берцовые кости, выполнена в виде ленты «велкро», жестко закрепленной к слепкам берцовых костей, а модели переломов выполнены в виде распилов и закреплены заклепками.